圆孔拉刀矩形花键铣刀的设计说明书毕业论文

1、 圆孔拉刀,矩形花键铣刀的设计说明书目 录前言2圆孔拉刀的设计2原始条件和设计要求2刀具设计3矩形花键拉刀的设计8参考文献14总结16致171前 言大学三年的学习即将结束，在我们即将进入大四,踏入社会之前，通过课程设计来检查和考验我们在这几年中的所学，同时对于我们自身来说，这次课程设计很贴切地把一些实践性的东西引入我们的设计中和平时所学的理论知识相关联。为我们无论是在将来的工作或者是继续学习的过程中打下一个坚实的基础。拉刀种类繁多，它可加工各种形状通孔，直槽，螺旋槽和直线或曲线的外表面。拉刀按加工表面不同，可分为拉刀和外拉刀；按工作时受力方向不同，可分为拉刀和推刀。拉削方式是指拉削过程中切削余

2、量在各切削齿上的分配方式。拉削方式对拉刀的结构和制造，拉到的耐用度，拉削力，拉削的表面光洁度和生产率有很大的影响。拉刀是一种高生产率刀具，它切削速度低，耐用度高，寿命高。拉刀是多刃切削刀具，切削力较大但机床结构简单，成本高，只适用于大批量生产我的课程设计课题是圆孔拉刀,矩形花键铣刀的设计。在设计过程当中,我通过查阅有关资料和运用所学的专业或有关知识，比如零件图设计、金属切削原理、金属切削刀具、以与所学软件AUTOCAD、PRO/E的运用，设计了零件的工艺、编制了零件的加工程序等。我利用此次课程设计的机会对以往所有所学知识加以梳理检验，同时又可以在设计当中查找自己所学的不足从而加以弥补。使我对专

3、业知识得到进一步的了解和系统掌握。由于编者等水平有限,设计编写时间也比较仓促,在我们设计的过程中会遇到一些技术和其它方面的问题，再加上我们对知识掌握的程度，所以设计中我们的设计可能会有一些不尽如人意的地方, 为了共同提高今后设计编写的质量，希望在考核和答辩的过程中得到各位指导老师的谅解与批评指正,不胜感激之至.二、圆孔拉刀设计2.1已知条件被加工零件如图1所示，工件材料为：灰铸铁HT150；硬度HBS170 ；强度b= 130Mpa；工件长度L=46mm。拉削前预制孔为钻孔，钻头直径，拉床型号：L6120。查表得圆孔直径。 图2.2刀具设计序号符号公式结果1刀具材料W18Cr4V2几何参数前角

4、：后角：f切削齿：校准齿：f=0.05 fz=0.203齿升量szsz=0.034齿距同时工作齿数tzit=10zi=55拉刀刚度允许最大槽深hmaxhmax=96检验容屑槽系数查表得：t=10时h=4加工灰铸铁时所以适用7容屑槽尺寸查表得切削齿：t=10 h=4g=2 r=2校准齿：tz=7 h=2.5g=2.5 r=1.38柄部9拉刀强度校核第一齿槽底直径：切削刃总长：最大拉削力：最小断面在柄部对40Cr查表得：查表得：10机床拉力校核QQ=0.9QmaxQ=0.9×20吨=18吨 > Pmax11拉刀校准齿直径查表得：12拉削余量A。A。=Dz-D。A=27.991-27

5、=0.99113 切削齿齿数14校准齿齿数查表得=315确定各刀齿直径16切削部长度=10×19=19017校准部长度=7×3=2118 分屑槽尺寸查表得槽数 ：n1=14槽宽：b1=1槽深：h1=0.7槽底圆角半径：r1=0.319前导部直径：D3长度：查表得：D3=D0=0.75D3=27=0.75×46=34.520后导部直径：D4长度：D4=D查表得D4=27=3521柄部前端到第一齿长度：颈部直径颈部长度过渡锥柄部前端到第一齿长度：=20查表得=+查表得：=75 =35+=24=110=75+110+20+46=251取=26022拉刀总长=+=260+

6、190+21+35=406取=4103.矩形花键拉刀的设计1. 矩形花键拉刀设计被加工零件如图2.所示，工件材料为：45钢；硬度HBS190 ；强度b=610Mpa；工件长度L=40mm。倒角C×45°c = 0.3 mm 键数 n=6矩形花键拉刀的设计（一）刀具结构参数与各部分功用1拉刀的结构图1表1代号名 称功 用1柄部夹持拉刀，传递动力2颈部连接柄部和后面各部，其直径与柄部一样或略小，拉刀材料与规格等标记一般打在颈部。3过度锥颈部到前导部的过渡部分，使拉刀容易进入工件孔中。4前导部起引导拉刀切削部进入工件的作用，5切削部担负切削工作，包括粗切齿、过渡齿与精切齿。6校准

7、部起刮光、校准作用，提高工件表面光洁度与精度，并作为切削部的后备部。7后导部保持拉刀与工件的最后相对位置，防止在拉刀即将离开工件时因工件下垂而损坏工件已加工表面与刀齿。8尾部支持拉刀使之不下垂，多用于较大较长的拉刀，也用于安装压力环。 2 切削方式：采用分层拉削方式中的同廓式拉削方式 3拉削余量：对于花键孔A=De-Do 4拉刀刀齿结构： 表2名称功用前刀面切削流出的表面后刀面最终形成已加工表面的面副后刀面刀齿上和已加工表面相对的表面、分屑槽两侧面刃带也称第一后刀面，是主切削刃和后刀面之间的后角为零的窄面，它有稳定的拉削过程，防止拉刀摆尾的作用主切削刃是前后刀面的交线副切削刃是前刀面和副后刀面

8、的交线，分屑槽中也有两条副切削刃过渡刃可以是直线或圆弧，它有助于减缓刀尖的磨损刀尖主副切削刃的相交点容屑槽其形状必须有利于切屑卷曲，并能宽敞地容纳切屑分屑槽减小切削宽度，降低切削卷曲阻力，便于切削容纳在容屑槽，从而改善拉削状况棱刀齿后刀面与齿背的交线齿背容屑槽中靠近后刀面的部分（二）、拉刀几何参数的选择和设计1：选择拉刀材料：V2:拟订拉削余量切除顺序和拉削方式 拉削余量切除顺序为：倒角键测与大径小径，拉刀切削齿的顺序是：倒角齿花键齿圆形齿。实际采用分层拉削渐成式。 后面用d、h和y表示角齿、花键齿和圆形齿；用c、g、j和x表示粗切、过度、精切和校准齿；用w和m表示工件预制孔和拉削孔。3：选择

9、切削齿几何参数前脚：=16，精切齿与校准齿倒棱前脚=5后脚：粗切齿：=2°30+1°=0.10 精确齿：=2°+30=0.15 校准齿：=1+30=0.24：确定校准齿直径 倒角齿不设校准齿查表416得，花键齿、圆形齿的扩量均为4um，则花键齿校准齿和圆形齿校准齿直径为=34.10-0.004=34.996mm；=28.021-0.004=28.0017mm；5：计算倒角齿参数 查表429知倒角的工艺角度为=30°。按表429计算如下： sin=(+2ftg)/=(7+2*0.5*tg45°)/28=0.2706=arcsin0.2115=15

10、.7° M=1/2sin(+)=1/2*28*sin(45°+15.7°)=12.32mm ctg=2*M/(sin)-ctg=(2*12.32)/(7*sin45°)-ctg45°=3.99 =arcctg3.99=14.34°=/sin=28.71mm=+(0.30.6)=29.21mm6：计算切削余量； 按表4-1计算圆形拉削余量为1mm，预制孔径为27mm，实际拉削余量 =28.0017-27=1.0017mm倒角余量 =29.21-27=2.21mm花键余量 =34.996-(29.21-0.1)=6.396mm7:选择齿升

11、量； 查表4-4 选择为花键齿：=0.050mm（矩形花键拉刀栏）8：设计容屑槽 齿距计算 查表4-7P=(1.21.5)=(1.21.5)=8mm=(0.60.8)p=6mm选择容屑槽查表4-8 采用曲线槽，粗切齿用深槽，h=3mm, 精切齿用基本槽校验容屑条件查表4-9得容屑系数k=2.5。倒角齿齿升量大时，应校验之，应使满足式h1.13 1.13=1.13=2.53因h=3,所以满足条件，校验合格校验同时工作齿数查表4-7得l/p=5所以：=5=5+1=6，满足38的校验条件9：花键齿截形设计花键齿键宽按下列式子计算=-=-式中，为花键键槽宽最大极限尺寸；为拉削扩量（查表得=0.004m

12、m）；为拉刀键齿制造公差带宽，为保证键赤耐用度高，应在制造围取最小值，这里取=0.010mm。则=7.036-0.004=7.032mm=7.032-0.010=7.022mm 拉刀键齿侧面应制出=0°的修光刃f，其下应磨出侧隙角1°30。工厂常在齿高为1.25mm与以下的刀齿上磨侧隙。10：确定分屑槽参数 除校准齿和与其相邻的一个精切齿外，拉刀切削齿均磨制三角形分屑槽（表4-13）。由于在每个圆形齿上都存在着不工作刃段，圆形齿段不必磨分屑槽。11：选择拉刀前柄 按表4-17选择型A无周向定位面的圆柱形前柄，公称尺寸=25mm卡爪底径=21mm12：校验拉刀强度通过计算分析

13、，确认倒角齿拉削力最大，因而应计算拉刀倒角齿拉削力（表4-20、4-21和4-22）=z(+2f)=6*(7.032+2*0.5)mm=48.192mm=*=98.55KN拉刀最小截面积在卡槽底颈处，则拉应力4×）=0.2GP(表4-25)，拉刀强度校验合格（13）确定拉刀齿数与每齿直径1）花键齿齿数 初拟花键过渡齿与精切齿的齿升量为0.04，0.03，0.02，0.01，0.005mm,逐步递减，共切除余量 A=0.21mm。花键粗切齿齿数取46齿，多切去了的余量，应减去0.0125mm的齿升量。因此，减去一个精切齿并将齿升量调整为0.04，0.03，0.015，0.0075mm。

14、后2齿齿升量，为精切齿，前2齿则为过渡齿。2）圆形齿齿数 初拟方案与花键齿一样，即拟切去A余量，计算圆形粗切齿齿数为取10齿，少切了的余量，需增加一个精切齿，其齿升量为0.0075mm。这样，圆形齿段具有粗切齿6个，过渡齿2个，精切齿2个。3）校准部齿数 圆形齿和花键齿校准齿齿数查表4-14，得花键校准齿齿数 圆形校准齿齿数 4）各齿直径基本尺寸 见表4-41。（14）拉刀齿部长度 参照图4-2。花键齿段长度 圆形齿窜长度 拉刀齿部长度 （15）设计拉刀其他部分 按表4-17，4-19，4-23计算：前柄 颈部过渡锥 前导部 前柄伸入夹头长度 前柄端部至第1刀齿的距离 ：后导部后柄 （16）拉

15、刀总长与其校验拉刀几何参数汇总如下表3已知条件：1、花键孔尺寸： 外径：De=34H10（34+0.100） 径：D=28H7（28+0.021） 键宽：b=7H9（7+0.036） 倒角：c×30o c=0.3 键数：n=6 2、拉削长度：L=40mm 3、工件材料：45钢，硬度HBS190 4、预制孔直径：Do=27mm 5、拉床型号：L6120序号项目符号计算公式或选取方法计算精度计算举例1拉刀材料W18Cr4V2齿升量af查表4-6af=0.06mm3齿距tt校按表4-12t校=（0.6-0.8）t取t=8mm，t校=6.54同时工作齿数ZeZe=（l/t）+1Ze=45拉削

16、余量切削顺序根据表4-39确定为IIIb型加工顺序为：1、倒角 2、圆孔 3、花键圆孔齿部分的设计计算6圆孔校准齿直径D圆校D圆校=D圆校+由表4-24查得=00.001D圆校=28.021mm7圆孔拉削余量A圆A圆=D圆校-DominA圆=28.021-27.8 =0.41mm8圆形切削齿齿数Z圆Z圆=（A圆/2af）+（3-5）Z圆=9.23取Z圆=10齿9圆形齿部分长度l圆切l圆切=t×Z圆l圆切=8×10=80mm10圆形校准齿齿数Z圆校查表4-14Z圆校=411圆形校准部分长度l圆校l圆校=t校×(Z圆校 +23)l圆校=6×6 =36mm12

17、圆形齿部分总长l圆l圆=l圆切+l圆校l圆=80+36=116mm花键齿部分的计算13第一个花键齿直径D花1D花1=d2-0.1D花1=29.21-0.1 =29.20mm14花键校准齿直径D花校D花校=Demax-取=0.010.001D花校=34.10-0.01 =34.09mm15花键拉削余量A花A花=D花校-D花1A花=34.09-29.20 =4.89mm16花键切削齿齿数Z花切Z花切=（A花/2af）+（3-5）Z花切=45.75取Z花切=4617花键切削部分长度l花切l花切=t×Z花切l花切=8×48=384mm18花键校准齿齿数Z花校取Z花校=519花键校准

18、部分长度l花校l花校=t校×（Z花校 +12）+8l花校=6×6+8=44mm20花键齿部分总长l花l花=l花切+l花校l花=384+44=428mm21花键齿廓形尺寸花键齿宽度棱面宽度副偏角bfKrb=Bmax-，公差取-0.015f=0.8-1表4-28Kr=1 o -1o30b=7.036-0.015=7.021 mmf=1mmKr=1o30其他部分计算22容屑沟尺寸hrg由表4-8选取h=3r=1.5g=323容屑系数K由表4-9选取K=2.524分屑槽倒角齿和花键齿按表4-13尺寸交错开分屑槽25前导部尺寸d3l3d3=Domin，偏差按f7l3=ld3=27l3

19、=40mm26后导部尺寸d4l4d4=D花校-0.05，偏差f7l4=（0.5-0.7）ld4=280.2l4=20mm27切削角度和刃带宽oba查表4-2查表4-3各个刀具o=16o切削齿o=2o±30标准齿o=1o±15切削齿ba=0.05-0.15mm标准齿ba=02-0.3mm28过渡锥长度l3l3=10-20取l3=15mm29柄部尺寸D1Dlllc查表4-17D1=25mmD=19mml=20mml=25mml=90mmc=4mm30颈部长度l2=m+B+A-l3，m=10mmB、A见表4-19B=80mm，A=40mml2=115mm31由柄部前端到第一个切削

20、齿的距离L1L1l1+l2+l3+l3L190+115+15+40=26032后柄长度l58033拉刀总长LL=L1+l圆+l花+l4 + l5L=904mm（三） 对技术条件的说明1 拉刀各部分的表面光洁度表3部 位Ra刃带0.4前后刀面；前后导部；各种花键拉刀齿形表面0.8柄部；过渡锥；矩形花键拉刀表面侧隙面1.6容屑沟底与齿背，颈部3.2花键刀齿底径12.5（1）4.2 拉刀各部分尺寸偏差（2）拉刀外圆直径在全长上的最大径向跳动量之差（3）切削齿外圆直径偏差：0.020（4）精切齿外圆直径偏差按-0.01mm（5）校准齿外圆直径偏差（包括与校准齿直径一样的精切齿），查得-0.009mm（

21、6）矩形花键拉刀其他尺寸偏差 键宽偏差：根据工件键宽的精度确定，可再-0.01-0.02之间 花键齿圆周相邻齿距误差，应小于拉刀键宽偏差，但不得大于0.02mm 花键齿圆周不等分累积误差 花键齿的底径偏差按d11或只准负偏差 花键齿两侧面的不平行度，螺旋度与键齿对拉刀轴线不对称度在键宽公差围；倒角齿对拉刀轴线不对称度不大于0.05mm拉刀倒角齿计算值M的偏差：0.02mm2键槽拉刀的尺寸偏差切齿齿高偏差（mm）齿升量齿高偏差相邻齿高偏差0.050.08±0.0250.025精切齿与校准齿齿高偏差取0.015mm刀体侧面和底面不直度偏差：键宽为312mm时为0.06/100键宽偏差取为工件槽宽公差的1/3，但不大于0.02mm，符号取（）键齿对刀体中心线的不对称度在拉刀键宽公差围键齿对刀体中心不对称的在键宽公差以3拉到其他部分长度偏差拉刀总长偏差：当L<1000mm时取±2mm。切削部分长度偏差取